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1、苍耳的启示一、课程标准要求关于本单元课程内容，义务教育科学课程标准（2022年版）中的相关表述是：1.知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明，知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。2 .知道技术对提高生产效率和工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。3 .初步认识技术与工程对科学发展的促进作用，应用仪器设备进行观察并进行记录；举例说明科学发现可以促进新技术发明。二、单元教材分析苍耳的启示隶属大象版小学科学五年级下册第五单元“大自然里的老师”，属于技术工程专题。从小学学段“技术、工程与社会”课程学习
2、来看，本单元学习所处的位置与前后联系详见图1所示。在一、二年级学习中，学生已经知道了人造物的特点，能区分人造物与自然物；会使用简单工具，并知道简单产品的结构与功能。三四年级的学习中，学生知道人造材料与天然材料的区别；知道中国古代典型的技术与工程方面的案例和技术与工程的不同。(T)(I)(X)图1单元在学科体系中的具体位置示意图本单元以“空投包”的制作任务为单元引线，将苍耳的启示鸟和飞机空投包的仿生原型防震原理研究我们的空投包五部分内容前后串联。这五节课从事物的表象展开研究，引领学生通过学习，了解很多发明都是可以在自然界找到原型的。苍耳的启示作为本单元第一课，引领学生通过观察静态的植物结构，以及
3、分析、制作等活动，体会其结构对维持生存适应环境等功能的影响，了解很多发明都是可以在自然界找到原型的。第二课借助观察、实验，使明白仿生学并不只是对形状、功能和结构的模仿,还需探究生物原型背后的科学原理。第三课到第五课是引导学生经历一个完整的利用仿生学进行发明创造的过程。三、单元学情分析前期通过对五年级的50名学生进行学情调研发现：学生对于生活中的仿生现象并不陌生，对仿生学有一定认知，但让他们直接说出仿生的原理还比较困难。有68%学生可以举例说出生活中1-2种仿生物品，比如飞机、潜水艇等。有32%个学生可以举例说出3种以上仿生物品。在出示一种物体，观察描述它的特征时，全部同学都乐于用放大镜观察物体
4、，74%学生能先利用感官再借助工具进行观察。有58%同学能够从形态、结构等方面描述物体的特点。（见表1）表1单元学情分析统计表题目学生表现人数比例生活中的仿生例子能说出12种，比如：飞机、潜水艇3468%能说出3种以上1632%观察描述物体特点观察用感官观察物体3774%借助工具观察物体50100%描述能正确描述13个物体特点2142%能正确描述4个以上物体特点2958%因此，本单元的学习是让学生通过自己体验、观察、设计、验证、实验，从而激发学习兴趣，发展创造性思维，同时帮助学生理解仿生概念，提升知识应用能力。四、单元学习目标基于对课程标准、学情和教材等内容的分析，制定如下的单元学习目标：1.
5、能通过多种方法观察描述物体或材料的特点，并有依据地猜测仿生学的生物模型和原理；2.能解释尼龙搭扣、飞机形态与结构对其功能的影响，体会结构与功能之间存在联系；3.能尝试应用所学的科学原理设计并制作尼龙搭扣和空投包模型，初步了解仿生物品设计的过程；4.了解仿生学，知道许多发明可以在自然界找到原型，能正确对待作品的缺陷。本单元的学习将从学生熟悉的事物出发，分析结构特点，经历仿生学模型制作过程，帮助学生理解生物原型与仿生物品之间的联系,能尝试利用仿生学思维进行发明创造。五、课时教学设计1 .核心概念：12.技术、工程与社会2 .学习内容与要求：12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的
6、核心是建造。56年级：知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明,知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。3.教学目标(1)科学观念：能借助对苍耳结构的观察，有条理地解释苍耳能粘在动物皮毛上的原因；知道许多发明可以在自然界找到原型。(2)科学思维：通过分析、比较、概括等方法，在对比观察并解释苍耳、尼龙搭扣结构对功能的影响过程中，展示自己对结构、功能间联系的理解。(3)探究实践：能尝试应用所学的科学原理设计并制作尼龙搭扣模型，初步经历仿生物品设计的过程。(4)态度责任：在好奇心驱使下，表现出对现象发生原因的因果兴趣。六、教学过程1.聚焦激趣，明确任务出示粘有苍耳的衣服。提问：
7、这是什么？苍耳是怎样沾在衣服上的呢？设计意图：由具体现象，聚焦苍耳的结构特点，引出“观察苍耳”的学习任务。2 .观察探究，建立关联(1)利用感官或借助工具观察苍耳的特点：表面有刺、有钩等。(2)交流观察到的苍耳结构特点。设计意图：观察苍耳子表面的钩状结构，建构“结构与功能的”概念，为后面模仿苍耳子粘连动物皮毛的原理，制作尼龙搭扣模型奠定认知基础。3 .探究原理，建构概念（1）交流：生活中的尼龙搭扣及其功能。（2）观察尼龙搭扣两个面的特点。（3）再次观察尼龙搭扣的结构特点，并比较尼龙搭扣和苍耳的结构上的相似之处。（4）视频学习：部分仿生物品的发明过程。（5）比较尼龙搭扣等物品的发明过程，并用自己
8、的语言解释什么是仿生。（出示“仿生”概念）设计意图：观察尼龙搭扣的结构细节，降低制作难度。将人们的创造发明和大自然里的动植物联系起来，同时体会仿生的原型不一定只有一种生物。分析发明产品之间的联系，理解功能与结构的关系,初步建构仿生概念。4 .模型制作，深入理解（1）小组合作，制定评价量规。引导问题：尼龙搭扣要具备什么功能？（牢固、反复粘贴）（2）依据评价量规，尝试自制尼龙搭扣模型。（3）利用评价量规，展示交流模型优点与需改进的地方。设计意图：用生活中的材料类比、设计、制作尼龙搭扣模型，尝试实现粘连功能。在展示交流过程中探讨不足、完善模型，使模型作品更加贴近尼龙搭扣，深入体会结构与功能相适应，结构在一定程度上决定功能这一跨学科概念，同时体会发明不易。5 .拓展迁移，内化提升寻找并交流生活中的仿生产品。设计意图：通过搜集更多受到自然界启发而设计的发明，养成乐于观察、勤于思考的好习惯，培养亲近自然的价值观。
